JP2529167B2 - 炭素材用ピッチの製造方法 - Google Patents
炭素材用ピッチの製造方法Info
- Publication number
- JP2529167B2 JP2529167B2 JP62179217A JP17921787A JP2529167B2 JP 2529167 B2 JP2529167 B2 JP 2529167B2 JP 62179217 A JP62179217 A JP 62179217A JP 17921787 A JP17921787 A JP 17921787A JP 2529167 B2 JP2529167 B2 JP 2529167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- pressure
- carbon material
- molecular weight
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は炭素材、特に炭素繊維の製造に適した特定の
性状を有する炭素材用ピッチを効率よく製造する方法に
関する。
性状を有する炭素材用ピッチを効率よく製造する方法に
関する。
炭素材を得る方法としては近年、石油系の炭素材用ピ
ッチの原料とする方法が多く用いられている。この石油
系の炭素材用ピッチを製造する方法の１つに、不活性ガ
ス吹込み下または減圧下で熱処理する方法があるが、こ
の方法では炭素材用ピッチの収率が低いうえに、熱処理
時間が長いと炭素材用ピッチの流動性も悪くなるため、
炭素繊維の製造に用いると紡糸性が悪くなる等の問題が
あった。
ッチの原料とする方法が多く用いられている。この石油
系の炭素材用ピッチを製造する方法の１つに、不活性ガ
ス吹込み下または減圧下で熱処理する方法があるが、こ
の方法では炭素材用ピッチの収率が低いうえに、熱処理
時間が長いと炭素材用ピッチの流動性も悪くなるため、
炭素繊維の製造に用いると紡糸性が悪くなる等の問題が
あった。
そこで本発明者らは、上記問題点を解消した炭素材用
ピッチの製造方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
特定の性状を有する原料ピッチを用いて加圧下熱処理を
し、次いで減圧下熱処理すれば炭素材用ピッチの収率が
向上し、紡糸性の良好な炭素材用ピッチが得られること
を見出し、本発明に到達した。
ピッチの製造方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
特定の性状を有する原料ピッチを用いて加圧下熱処理を
し、次いで減圧下熱処理すれば炭素材用ピッチの収率が
向上し、紡糸性の良好な炭素材用ピッチが得られること
を見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、石油系重質油中の軽質油分を除去
して得られる、20℃における比重が1.0〜1.35,トルエン
可溶成分の含有量が70％以上，数平均分子量が105〜65
0,全縮合環数が２〜14,ナフテン環数が０〜5,芳香族炭
素分率が0.5〜0.9である原料ピッチを、圧力１〜100kg/
cm2，温度400〜500℃で加圧下熱処理し、次いで圧力0.1
〜50Torr,温度400〜500℃で減圧下熱処理することを特
徴とする炭素材用ピッチの製造方法を提供するものであ
る。
して得られる、20℃における比重が1.0〜1.35,トルエン
可溶成分の含有量が70％以上，数平均分子量が105〜65
0,全縮合環数が２〜14,ナフテン環数が０〜5,芳香族炭
素分率が0.5〜0.9である原料ピッチを、圧力１〜100kg/
cm2，温度400〜500℃で加圧下熱処理し、次いで圧力0.1
〜50Torr,温度400〜500℃で減圧下熱処理することを特
徴とする炭素材用ピッチの製造方法を提供するものであ
る。
本発明に用いる原料ピッチは、石油類の接触分解残渣
油，熱分解残渣油，水素化分解残渣油などの石油系重質
油から軽質油分を除去したもので、かつ20℃における比
重が1.0〜1.35、好ましくは1.05〜1.35、トルエン可溶
成分の含有量が70％以上、好ましくは90％以上、数平均
分子量（Mn）が105〜650,全縮合環数が２〜14,ナフテン
環数が０〜5,芳香族炭素分率が0.5〜0.9という性状を持
つものである。中でも石油類の接触分解残渣油から得ら
れる上記性状を有する原料ピッチを用いることが好まし
い。なお、全縮合環数およびナフテン環数はWilliams法
（P.B.Williams,Symposium on Composition of Petrole
um Oils,ASTM Special Technical Publication,No.224,
168（1957））および片山法（片山優久雄，石油誌，21,
175（1978））によって求めた値である。また、芳香族
炭素分率とは、芳香族環の骨格を構成する炭素数を原料
ピッチ中の全炭素数で割ったものをいう。軽質油分を除
去するには、上記石油系重質油を予め減圧蒸留して、沸
点約400℃以下（常圧換算）の軽質油分を留去すればよ
い。
油，熱分解残渣油，水素化分解残渣油などの石油系重質
油から軽質油分を除去したもので、かつ20℃における比
重が1.0〜1.35、好ましくは1.05〜1.35、トルエン可溶
成分の含有量が70％以上、好ましくは90％以上、数平均
分子量（Mn）が105〜650,全縮合環数が２〜14,ナフテン
環数が０〜5,芳香族炭素分率が0.5〜0.9という性状を持
つものである。中でも石油類の接触分解残渣油から得ら
れる上記性状を有する原料ピッチを用いることが好まし
い。なお、全縮合環数およびナフテン環数はWilliams法
（P.B.Williams,Symposium on Composition of Petrole
um Oils,ASTM Special Technical Publication,No.224,
168（1957））および片山法（片山優久雄，石油誌，21,
175（1978））によって求めた値である。また、芳香族
炭素分率とは、芳香族環の骨格を構成する炭素数を原料
ピッチ中の全炭素数で割ったものをいう。軽質油分を除
去するには、上記石油系重質油を予め減圧蒸留して、沸
点約400℃以下（常圧換算）の軽質油分を留去すればよ
い。
なお、本発明において原料ピッチは上記性状の１つで
も欠いていると、炭素材用ピッチの収率が低くなった
り、炭素材を製造しても強度が低くなる等の問題を生じ
るので、上記性状を全て具備していることが必要であ
る。
も欠いていると、炭素材用ピッチの収率が低くなった
り、炭素材を製造しても強度が低くなる等の問題を生じ
るので、上記性状を全て具備していることが必要であ
る。
本発明では、まず上記原料ピッチを圧力１〜100kg/cm
2、好ましくは２〜30kg/cm2，温度400〜500℃、好まし
くは420〜480℃の条件下で通常は0.5〜５時間熱処理を
行なう。なお、不活性ガスによる加圧も可能である。こ
こで圧力が1kg/cm2未満であると、収率が悪いので好ま
しくなく、100kg/cm2を超えると、製造価格の上昇要因
となるので好ましくない。また、温度400℃未満である
と、反応が不充分であるので好ましくなく、500℃を超
えると、製造価格の上昇要因およびコーキング原因とな
るので好ましくない。
2、好ましくは２〜30kg/cm2，温度400〜500℃、好まし
くは420〜480℃の条件下で通常は0.5〜５時間熱処理を
行なう。なお、不活性ガスによる加圧も可能である。こ
こで圧力が1kg/cm2未満であると、収率が悪いので好ま
しくなく、100kg/cm2を超えると、製造価格の上昇要因
となるので好ましくない。また、温度400℃未満である
と、反応が不充分であるので好ましくなく、500℃を超
えると、製造価格の上昇要因およびコーキング原因とな
るので好ましくない。
加圧下熱処理した原料ピッチを減圧下熱処理するに先
立って、好ましくは該ピッチをフラッシュドラムなどの
装置に導き、低分子量成分を除去する。除去した低分子
量成分は、原料ピッチとして加圧熱処理の工程に戻して
再利用することができる。低分子量成分を原料ピッチと
して再利用すると、次第に低分子量成分が結合し高分子
量成分となり、炭素材用ピッチが形成されるなど、炭素
材用ピッチの収率を向上させることになり好ましい。
立って、好ましくは該ピッチをフラッシュドラムなどの
装置に導き、低分子量成分を除去する。除去した低分子
量成分は、原料ピッチとして加圧熱処理の工程に戻して
再利用することができる。低分子量成分を原料ピッチと
して再利用すると、次第に低分子量成分が結合し高分子
量成分となり、炭素材用ピッチが形成されるなど、炭素
材用ピッチの収率を向上させることになり好ましい。
次に、上記原料ピッチを減圧下熱処理する。まず、該
原料ピッチを薄膜蒸発器などの反応器に導入し、圧入0.
1〜50Torr、好ましくは0.5〜5Torr,温度400〜500℃、好
ましくは430〜480℃の条件で通常は10分〜２時間、減圧
下で熱処理を行なう。ここで圧力が0.1Torr未満である
と、収率が低下するので好ましくなく、50Torrを超える
と、メソ相への転化が不充分であるので好ましくない。
また、温度が400℃未満では、反応が不充分であるので
好ましくなく、500℃を超えると、炭化が進みすぎコー
キングの原因となるので好ましくない。減圧下で熱処理
する際に低分子量成分を除去することが望ましく、除去
した低分子量成分は前記と同様に、炭素材用ピッチの収
量を向上させる目的で原料ピッチとして再利用するため
に加圧下熱処理工程に戻すことができる。
原料ピッチを薄膜蒸発器などの反応器に導入し、圧入0.
1〜50Torr、好ましくは0.5〜5Torr,温度400〜500℃、好
ましくは430〜480℃の条件で通常は10分〜２時間、減圧
下で熱処理を行なう。ここで圧力が0.1Torr未満である
と、収率が低下するので好ましくなく、50Torrを超える
と、メソ相への転化が不充分であるので好ましくない。
また、温度が400℃未満では、反応が不充分であるので
好ましくなく、500℃を超えると、炭化が進みすぎコー
キングの原因となるので好ましくない。減圧下で熱処理
する際に低分子量成分を除去することが望ましく、除去
した低分子量成分は前記と同様に、炭素材用ピッチの収
量を向上させる目的で原料ピッチとして再利用するため
に加圧下熱処理工程に戻すことができる。
本発明の方法にしたがえば、重量平均分子量（Mw）と
数平均分子量（Mn）の比、Mw/Mn＝1.1〜2.5、好ましく
は1.5〜1.7,数平均分子量が700〜1500、好ましくは800
〜1200,キノリン不溶分（QI）の含有量が５〜60重量
％、好ましくは10〜30重量％，メソ相含有量30〜100重
量％、好ましくは60〜100重量％，分子量3000以上の分
率が20％以下、好ましくは３〜５％，軟化点が260〜380
℃である炭素材用ピッチが効率よく製造できる。
数平均分子量（Mn）の比、Mw/Mn＝1.1〜2.5、好ましく
は1.5〜1.7,数平均分子量が700〜1500、好ましくは800
〜1200,キノリン不溶分（QI）の含有量が５〜60重量
％、好ましくは10〜30重量％，メソ相含有量30〜100重
量％、好ましくは60〜100重量％，分子量3000以上の分
率が20％以下、好ましくは３〜５％，軟化点が260〜380
℃である炭素材用ピッチが効率よく製造できる。
このようにして得られた炭素材用ピッチは各種炭素製
品の製造に供給され、たとえばピッチ系炭素繊維を製造
するには、常法によりまずこのピッチを紡糸し、次いで
不融化処理し、さらに焼成すればよく、得られた炭素繊
維は機械的強度が高いものである。
品の製造に供給され、たとえばピッチ系炭素繊維を製造
するには、常法によりまずこのピッチを紡糸し、次いで
不融化処理し、さらに焼成すればよく、得られた炭素繊
維は機械的強度が高いものである。
次に、本発明を実施例により説明する。
実施例１ デカントオイルの軽質留分を80％除去したピッチ（比
重1.12,トルエン可溶成分78重量％，数平均分子量510,
全縮合環数8,ナフテン環数0.8,芳香族炭素分率0.82）を
原料ピッチとし、この原料ピッチ1kgをオートクレーブ
に入れ、窒素初期圧5kg/cm2Ｇで攪拌しながら450℃で30
分間加熱処理を行なった。次いで、1Torr,450℃で30分
間、400rpmで攪拌しながら減圧熱処理を行なった。得ら
れた炭素材用ピッチの性状を第１表に示す。
重1.12,トルエン可溶成分78重量％，数平均分子量510,
全縮合環数8,ナフテン環数0.8,芳香族炭素分率0.82）を
原料ピッチとし、この原料ピッチ1kgをオートクレーブ
に入れ、窒素初期圧5kg/cm2Ｇで攪拌しながら450℃で30
分間加熱処理を行なった。次いで、1Torr,450℃で30分
間、400rpmで攪拌しながら減圧熱処理を行なった。得ら
れた炭素材用ピッチの性状を第１表に示す。
得られた炭素材用ピッチを押出機により、穴径0.3mm,
長さ1.2mmのキャピラリーを通し、剪断速度400sec-1で
押出し、500m/minの速度で巻き取ったところ、５分以上
糸が切れなかった。この繊維を300℃で30分間不融化処
理した後、1500℃で焼成した。得られた炭素繊維の強度
および弾性率を第１表に示す。
長さ1.2mmのキャピラリーを通し、剪断速度400sec-1で
押出し、500m/minの速度で巻き取ったところ、５分以上
糸が切れなかった。この繊維を300℃で30分間不融化処
理した後、1500℃で焼成した。得られた炭素繊維の強度
および弾性率を第１表に示す。
比較例１ 実施例１において、加圧熱処理を行なわなかったこと
以外は実施例１と同様の操作を行ない、炭素材用ピッチ
を得た。得られた炭素材用ピッチの性状を第１表に示
す。
以外は実施例１と同様の操作を行ない、炭素材用ピッチ
を得た。得られた炭素材用ピッチの性状を第１表に示
す。
この炭素材用ピッチを実施例１と同様の操作により紡
糸したところ、５分以内で糸が切れた。さらに、実施例
１と同様の操作により不融化および焼成をし、炭素繊維
を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
糸したところ、５分以内で糸が切れた。さらに、実施例
１と同様の操作により不融化および焼成をし、炭素繊維
を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
実施例２ 実施例１で用いた原料ピッチ1kgをオートクレーブに
入れ、20kg/cm2で攪拌しながら450℃で平均滞留時間30
分で加圧熱処理し、次いでフラッシュドラムに導き、低
分子量成分を除去した。除去した低分子量成分は原料ピ
ッチとして加圧熱処理工程に戻して再利用した。次い
で、低分子量成分を除去したピッチをギヤーポンプによ
り薄膜蒸発器に導入し、窒素ガス流通下で1Torr,450℃
で平均滞留時間12分で減圧熱処理を行なった。なお、薄
膜蒸発器は回転複数羽根を有するものを用いた。減圧処
理時に除去された低分子量成分も原料ピッチとして加圧
熱処理工程に戻し、再利用した。得られた炭素材用ピッ
チの性状を第１表に示す。
入れ、20kg/cm2で攪拌しながら450℃で平均滞留時間30
分で加圧熱処理し、次いでフラッシュドラムに導き、低
分子量成分を除去した。除去した低分子量成分は原料ピ
ッチとして加圧熱処理工程に戻して再利用した。次い
で、低分子量成分を除去したピッチをギヤーポンプによ
り薄膜蒸発器に導入し、窒素ガス流通下で1Torr,450℃
で平均滞留時間12分で減圧熱処理を行なった。なお、薄
膜蒸発器は回転複数羽根を有するものを用いた。減圧処
理時に除去された低分子量成分も原料ピッチとして加圧
熱処理工程に戻し、再利用した。得られた炭素材用ピッ
チの性状を第１表に示す。
この炭素材用ピッチを実施例１と同様の操作により紡
糸したところ、５分以上糸が切れなかった。さらに、実
施例１と同様の操作により不融化および焼成をし、炭素
繊維を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
糸したところ、５分以上糸が切れなかった。さらに、実
施例１と同様の操作により不融化および焼成をし、炭素
繊維を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
比較例２ 実施例２において、加圧熱処理を行わなったこと以外
は実施例２と同様の操作を行ない、炭素材用ピッチを得
た。得られた炭素材用ピッチの性状を第１表に示す。
は実施例２と同様の操作を行ない、炭素材用ピッチを得
た。得られた炭素材用ピッチの性状を第１表に示す。
得られた炭素材用ピッチを実施例１と同様の操作によ
り紡糸したところ、５分以内で糸が切れた。さらに、実
施例１と同様に操作により不融化および焼成をし、炭素
繊維を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
り紡糸したところ、５分以内で糸が切れた。さらに、実
施例１と同様に操作により不融化および焼成をし、炭素
繊維を得た。得られた炭素繊維の性状を第１表に示す。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、炭素材用ピッチを効率よく製
造することができるうえ、本発明の炭素材用ピッチから
得られる炭素材は引張強度，弾性率などの性質にすぐれ
ている。したがって、本発明は炭素繊維，ヤーン，フィ
ラメント，リボン，フィルムなどの各種炭素製品の製造
に有用なものである。
造することができるうえ、本発明の炭素材用ピッチから
得られる炭素材は引張強度，弾性率などの性質にすぐれ
ている。したがって、本発明は炭素繊維，ヤーン，フィ
ラメント，リボン，フィルムなどの各種炭素製品の製造
に有用なものである。
Claims (2)
- 【請求項１】石油系重質油中の軽質油分を除去して得ら
れる、20℃における比重が1.0〜1.35,トルエン可溶成分
の含有量が70％以上，数平均分子量が105〜650,全縮合
環数が２〜14,ナフテン環数が０〜5,芳香族炭素分率0.5
〜0.9である原料ピッチを、圧力１〜100kg/cm2，温度40
0〜500℃で加圧下熱処理し、次いで圧力0.1〜50Torr,温
度400〜500℃で減圧下熱処理することを特徴とする炭素
材用ピッチの製造方法。 - 【請求項２】加圧下熱処理工程および減圧下熱処理工程
において低分子量成分を除去し、該低分子量成分を該加
圧下熱処理工程に原料ピッチとして再利用することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179217A JP2529167B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 炭素材用ピッチの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179217A JP2529167B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 炭素材用ピッチの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424889A JPS6424889A (en) | 1989-01-26 |
| JP2529167B2 true JP2529167B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=16061984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62179217A Expired - Lifetime JP2529167B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 炭素材用ピッチの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529167B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230037591A (ko) * | 2020-07-13 | 2023-03-16 | 토마스 씨 홀컴 | 피치 공정 및 생성물 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232179A (ja) * | 1985-08-01 | 1987-02-12 | Koa Sekiyu Kk | 炭素材用原料ピツチの製造方法 |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62179217A patent/JP2529167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232179A (ja) * | 1985-08-01 | 1987-02-12 | Koa Sekiyu Kk | 炭素材用原料ピツチの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424889A (en) | 1989-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0437873B2 (ja) | ||
| JPS58220805A (ja) | 炭素繊維用前駆体ピツチの製造方法 | |
| GB2156378A (en) | Pitch materials | |
| JP2529167B2 (ja) | 炭素材用ピッチの製造方法 | |
| JPH0629435B2 (ja) | 低融点中間相ピッチ類 | |
| US4608150A (en) | Pitch material for carbonaceous body and a method for the preparation thereof | |
| JPH05132675A (ja) | ピツチの製造方法 | |
| US5494567A (en) | Process for producing carbon materials | |
| JPH0315954B2 (ja) | ||
| JP3337043B2 (ja) | 紡糸発煙性の改良されたピッチ及びその製造法 | |
| JP2546801B2 (ja) | 炭素材用ピッチの製造方法 | |
| JPS59128208A (ja) | 炭素材製造用原料の製造方法 | |
| JPS58101191A (ja) | メソ相ピツチおよび該ピツチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPS60137988A (ja) | 炭素材用ピツチの製法 | |
| JPH08134468A (ja) | 炭素繊維用等方性ピッチの製法 | |
| JPS6126692A (ja) | 炭素材用ピツチの製造法 | |
| JPS61127788A (ja) | 炭素繊維用メソフエ−ズピツチの製造方法 | |
| JPS6234985A (ja) | 炭素材用ピツチの製造方法 | |
| JPS58142974A (ja) | メソフエ−ズピツチおよびそれを利用して炭素繊維を製造する方法 | |
| JPS61162586A (ja) | 炭素繊維用プリカ−サ−ピツチの製造方法 | |
| JPS6232178A (ja) | 炭素材用ピツチの製造方法 | |
| JPS60137989A (ja) | 炭素材用ピツチの製造法 | |
| JPH06272117A (ja) | 活性炭素繊維の製造方法 | |
| JPH0834977A (ja) | 等方性ピッチの製造方法 | |
| JPS60137987A (ja) | 炭素材用ピツチの製造方法 |